2023學(xué)年完整公開課版Ev2試驗

知識點2：變形模量Ev2檢測技術(shù)《鐵路工程土工試驗規(guī)程》（TB10102—2010）

任務(wù)三高速鐵路路基工程施工階段的檢測一.試驗適用范圍

變形模量EV2試驗在鐵路路基填筑施工質(zhì)量檢測中，采用直經(jīng)為300mm的承載板，適用于粒徑不大于承載板直徑1/4的各類土和土石混合填料，測試有效深度約為承載板直經(jīng)的1.5倍。二．試驗儀器設(shè)備PDG-SD型PDG-K型

變形模量EV2測試儀器應(yīng)包括承載板、加載裝置、反力裝置、荷載測量裝置及沉降測量裝置等。加載反力裝置

平板載荷試驗的加載反力裝置是必不可少的,它提供的反力至少要大于檢測中必須達(dá)到的最大荷載10kN以上。載重機(jī)動車,壓路機(jī)及適當(dāng)固定的重物都可作為加載反力裝置。承載板承載板使用S355J0型鋼制成。加工中對光潔度和粗糙度偏差要求符合規(guī)定。承載板的直徑必須為300mm，厚度為25mm。

加載裝置

加載裝置是由一根至少2m長的高壓軟管將液壓泵和液壓缸連接而成的，并以此來實現(xiàn)對承載板的加載和卸載。為了使力的傳遞準(zhǔn)確無誤，液壓缸必須兩邊固定，以防傾斜和翻倒。它的上升高度至少要能達(dá)到150mm。測試儀檢測時的高度不得大于600mm，為了調(diào)整與加載反力裝置的距離，有時須附加一個延長裝置，這一裝置至少可以使液壓缸達(dá)到1000mm。加載裝置延長部分要保證其抗壓彎曲強(qiáng)度。

測力裝置

承載板與液壓缸之間設(shè)有一個機(jī)械或電子的力傳感器。測力裝置對每次加載測試所得到的數(shù)據(jù)誤差范圍最高不得超過1%。壓力顯示值：對于直徑300mm的承載板精度至少要求達(dá)到0.001MN/m2。力顯示值的精度必須與要求的壓力顯示值的精度一致。要求適應(yīng)的工作環(huán)境溫度范圍為0℃—40℃。位移測試裝置

a）按照秤桿原理設(shè)計的可旋轉(zhuǎn)的測量臂；位移測試時要考慮杠桿的比例hP:hM。圖帶觸點的位移測試裝置圖例位移測試裝置

b）單軸可伸縮移動的測量臂;位移測試比例為1:1。圖帶觸點的位移測試裝置圖例（1）測試準(zhǔn)備場地測試區(qū)域應(yīng)進(jìn)行平整，并使用毛刷掃去松土。當(dāng)處于斜坡上時，應(yīng)將承載板支撐面做成水平面。準(zhǔn)備一個與承載板面積大小相適應(yīng)的測試區(qū)域。借助工具（鋼尺、抹刀或通過推移和轉(zhuǎn)動承載板）盡可能地將測試區(qū)域整平，清除地面上的雜物。三．試驗檢測方法（2）安置二次變形模量測試儀1）將承載板放置于測試區(qū)域，應(yīng)使承載板與地面完全接觸，必要時可鋪設(shè)一層2～3mm干燥標(biāo)準(zhǔn)均粒砂，同時利用承載板上水準(zhǔn)泡或水準(zhǔn)儀來調(diào)整承載板水平。左右轉(zhuǎn)動承載板并輕輕擊打頂面，使其與地面完全接觸，方可進(jìn)行測試。2）將反力裝置承載部分安置于承載板上方，并加以制動。反力裝置的支撐點與承載板外緣距離不得小于1m。3）將千斤頂放置于反力裝置下面的承載板上，利用加長桿和調(diào)節(jié)絲桿，使千斤頂頂端球鉸座緊貼在反力裝置承載部位上，組裝時應(yīng)保持千斤頂垂直，不出現(xiàn)傾斜。4）安置測橋時應(yīng)將沉降測量裝置的觸點自由地放入承載板上測量孔的中心位置，沉降測表應(yīng)與測試區(qū)域垂直。承載板外緣與反力裝置支撐點的距離不得小于0.75m，測橋支撐座與反力裝置支撐點的距離不的小于1.25m。試驗過程中測橋和反力裝置不得晃動。沉降測量裝置應(yīng)有遮陽擋風(fēng)設(shè)施。（3）預(yù)加載預(yù)加0.01MPa荷載約30s后，卸除荷載，將沉降測表讀數(shù)調(diào)零。（4）加載與卸載加載與卸載應(yīng)符合下列要求：1）試驗第一次加載應(yīng)至少分6級，并以相等的荷載增量（0.08MPa）逐級加載，達(dá)到最大荷載為0.5MPa或沉降量達(dá)到5mm后再進(jìn)行卸載。當(dāng)沉降量達(dá)到5mm且該級荷載小于0.5MPa時，該級荷載視為最大荷載。2）卸載時，應(yīng)按最大荷載的50%、25%和0三級進(jìn)行。3）卸載后，按照第一次加載的操作步驟，并保持與第一次加載時各級相同的荷載進(jìn)行第二次加載，直至第一次所加最大荷載的倒數(shù)第二數(shù)。4）每級加載或卸載過程應(yīng)在1min內(nèi)完成。5）加載和卸載時，每級荷載的保持時間應(yīng)為2min，荷載應(yīng)保持恒定。6）試驗中施加了比預(yù)定荷載大的荷載時，應(yīng)保持該荷載，并將其記錄在試驗記錄表中7）試驗過程中出現(xiàn)承載板嚴(yán)重傾斜，以至承載板水準(zhǔn)泡上的氣泡不能與圓圈標(biāo)志重合或承載板過沉及量測數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常等情況時，應(yīng)查明原因，另選點進(jìn)行試驗，并在試驗記錄表中注明。（5）承載板中心沉降量承載板中心沉降量S應(yīng)按下式計算：

—沉降測表讀數(shù)（mm）；—杠桿比。（6）繪制應(yīng)力-沉降曲線根據(jù)試驗結(jié)果繪制應(yīng)力-沉降曲線，如圖示。應(yīng)力-沉降曲線應(yīng)采用二次方程曲線擬合，不得繪制成折線或其他形式曲線，曲線上應(yīng)用箭頭標(biāo)明受力方向。變形模量Ev由下式計算：

Ev

=1.5×

r×1/（a1+a2×

σ1max）

式中：Ev

——變形模量，單位：MPa；

r

——承載板半徑，單位：mm；σ1max——第一次加載最大應(yīng)力，單位：MPa。一次加載的變形模量值用Ev1表示，二次加載的變形模量值用Ev2表示。

變形模量是基于一次加載和二次加載應(yīng)力—位移曲線，通過二次多項式方程計算得到的。

s=a0+a1·σ

+a2·σ2σ——承載板下應(yīng)力，單位：MPa；s——承載板的位移，單位：mm